WO2008071277A1 - Verfahren und schmiermittelauftragungsvorrichtung zum regeln der planheit und/oder der rauheit eines metallbandes - Google Patents

Verfahren und schmiermittelauftragungsvorrichtung zum regeln der planheit und/oder der rauheit eines metallbandes Download PDF

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Hans-Peter Richter
Hartmut Pawelski
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Definitions

  • Method and lubricant application device for controlling the flatness and / or the roughness of a metal strip
  • the invention relates to a method and a Schmierstoffsvorrich- device for controlling the flatness and / or roughness of a metal strip in the outlet of a cold rolling mill by appropriately dosing the applied in the inlet of the cold rolling mill on the metal strip amount of at least one lubricant per unit time.
  • the invention has the object, a known method and a known Schmierschetztra- generating device for controlling the flatness and / or roughness of a metal strip in the outlet of a cold rolling stand to the effect that the quality of the cold-rolled metal strip in terms of its flatness and / or its roughness is further improved.
  • the applied amount of the lubricant is metered in the form of a quantity distribution over the width of the metal strip per unit time in accordance with a detected deviation between an actual and a desired flatness distribution over the width of the metal strip in the outlet of the cold rolling stand or a control deviation between an actual and a desired roughness distribution over the width of the metal strip in the outlet of the cold rolling stand or a combination of the two control deviations.
  • the application of a suitable amount of lubricant on the inlet side of the cold rolling mill is not flat rate, but distributed over the width of the metal strip. In this way, it is advantageously possible to supply an individual amount of lubricant for each section in the width direction of the metal strip, eg in the application area of a single nozzle, in order to set a predetermined desired flatness in the respective width section.
  • the amount of the lubricant applied is in a range of 1 - 20 ml / min / 100 mm width of the metal strip. This amount is advantageously so small that it allows a targeted change in the coefficient of friction in the nip of the cold rolling mill in view of the desired target flatness or target roughness.
  • the residual amount of lubricant remaining in the outlet on the metal strip is minimal; it is advantageously so small that it does not have to be disposed of separately.
  • the invention provides that advantageously the residual content of lubricant on the metal strip on the outlet side of the cold rolling mill is measured.
  • this residual content should not fall below a predetermined lower threshold, because otherwise there is a risk of rust formation on the metal strip, because the lubricants typically used also generally have a rust-inhibiting effect.
  • the residual content of lubricant should not exceed an upper threshold, because otherwise there is a risk of a lateral course of the metal strip on a rolling mill downstream of the cold rolling mill.
  • a plurality of lubricants each having different coefficients of friction varying in the roll gap are available.
  • an exact coefficient of friction in the rolling gap can then also be set by means of a correspondingly suitable mixing ratio of the various lubricants.
  • a mixture of the individual lubricants takes place only within the individual nozzles of a nozzle beam;
  • a very specific adjustment of the coefficient of friction in the roll gap for each width section of the metal strip is individually possible.
  • a separate disposal / storage of unused lubricant is possible.
  • the adjustment of the desired flatness or roughness on the metal strip is in the present invention expressly not a change in the size of the nip in the cold rolling mill; rather, the size of the nip remains constant during the entire processing time of the metal strip or is controlled by means of a separate control loop, which is not the subject of the present invention.
  • the difference between the speed of the metal strip in the inlet and in the outlet serves as a measure of the size of the roll gap or the decrease of the strip.
  • the above object of the invention is further by a computer program, a data carrier with this computer program and a
  • FIG. 2 shows the cascade control according to the invention
  • Figure 1 shows a lubricant application device 100 for applying lubricant S1, S2, S3 on the surface of a metal strip 400 in the inlet of a cold rolling mill.
  • Each individual nozzle is 100-i is individually adjustable or regulatable with regard to the amount of lubricant discharged by it.
  • the respective lubricant composition can also be individually adjusted by means of a mixer 150 for each nozzle 110-i. If a plurality of lubricants S1, S2, S3 are available, each with different properties varying the coefficient of friction in the roll gap, the mixer 100 allows the composition of a suitable Neten lubricant mixture of the available lubricants S1, S2 and S3 with a specific desired property with regard to the coefficient of friction in the nip.
  • FIG. 2 illustrates the method according to the invention for regulating the flatness and / or the roughness of a metal strip 400 in the outlet of a cold rolling mill 300 in the form of a control scheme.
  • the diagram shows that the metering of the amount of lubricant applied to the metal strip is effected in the form of a cascade control with an internal control loop for the distribution of the applied quantity of lubricant in the width direction, whereby the desired value for the quantity distribution SoII-MV by means of a superimposed control loop determined or specified.
  • the inner control loop comprises a set / actual value comparator 124, a flow regulator 126 and an actuator in the form of the Schmierstoffzhouungsvorrich- device 110 and a quantity detecting means 115 for detecting the amount applied by the nozzle bar 110 on the metal strip 400 amount of lubricant before the inlet of the tape in the Cold rolling stand 300.
  • the quantity distribution actual MV over the width of the metal strip 400 detected in this way as the actual quantity is compared in the comparator 124 with a predetermined desired quantity distribution SoII-MV and the control deviation e- M v resulting from this comparison is the downstream flow controller 126 supplied.
  • the quantity regulator preferably a proportional P controller, converts the received deviation e MV into a suitable control signal for driving the nozzles 110-i of the nozzle beam 110.
  • the flow regulator 126 is preferably made of I individual regulators, which are each assigned to a nozzle 110-i of the nozzle beam individually. These individual controllers can be linked together via a bus.
  • the output signal of the quantity regulator 126 in the form of the actuating signal for the nozzle bar 110 then in turn comprises a plurality of i individual actuating signals for the individual nozzles 110-i.
  • the detection of the quantity distribution and its regulation by means of the inner loop for the top and bottom of the metal strip 400 is separated.
  • the calculation takes place in the setpoint calculation device 122 on the basis of a predetermined desired flatness distribution SoII-PLV and / or a predetermined setpoint roughness distribution SoII-RHV.
  • These two predefined set values are empirical values which are suitably specified in particular as a function of the material of the respective strip to be rolled.
  • the desired value for the flatness distribution SoII-PLV is first compared in a first comparator device 122-1 with an actual value actual PLV, which shows the flatness distribution of the metal strip 400 at the exit of the cold rolling mill stand 300 represents.
  • the actual value actual PLV for the flatness distribution in the width direction of the metal strip is determined by means of a flatness meter 130-1, z.
  • the deviation planarity distribution e-p ⁇ _v is then the deviation planarity distribution e-p ⁇ _v on.
  • the target value for the roughness distribution SoII-RHV is compared with the associated actual value actual RHV at the outlet of the cold rolling stand 300 in a second comparator 122-2, so that then a control deviation roughness ⁇ -RHV at the output of the second comparator 122nd -2 is present.
  • the actual value actual RHV for the roughness distribution in the width direction of the metal strip is measured by means of a roughness sensor device 130-2, eg in the form of an optical sensor.
  • control deviation flatness distribution and the control deviation roughness distribution can be individually weighted in the calculation of the target quantity distribution.
  • the two control deviations are weighted individually in a weighting device 122-3 before they enter into the computation of the setpoint quantity distribution within the computing device 122-4.
  • various parameters also enter into the calculation of the setpoint quantity distribution.
  • These characteristics are on the one hand metal strip 400 specific characteristics P1 on the inlet side of the cold rolling mill 300. This is the one the belt speed on the inlet side (variable) and the width of the metal strip, the material or the alloy of the metal strip and its profiling , In contrast to the speed of the metal strip on the inlet side, the three parameters mentioned below are to be regarded as constant in the context of the present invention.
  • rolling stand-specific parameters P2 are also included in the calculation of the setpoint quantity distribution, which in turn are all considered constant in the context of the present invention.
  • the third group to be mentioned is the outlet-side parameters P3, which comprise the flatness distribution of the metal strip, its roughness distribution, its bandwidth and its residual oil content per transport length unit, measured in each case on the outlet side of the cold rolling stand.
  • the flatness distribution and the roughness distribution are measured online as actual variables on the outlet side and fed individually to the comparator device 122-1 or 122-2 as variable process variables.
  • the bandwidth (assumed to be constant within the scope of the invention) and the residual oil content (measured online as a variable process variable) are fed to the arithmetic unit 122-4.
  • the two outlet side Parameters of bandwidth and residual oil content are summarized below under the name P3 '.
  • the setpoint distribution for the inner loop within the computing unit 122-4 in accordance with the inlet side characteristics P1, the cold rolling stand specific characteristics P2, the outlet side characteristics P3 'and determined in accordance with the weighted deviations for the flatness distribution and the roughness distribution becomes. It should be noted that of all the parameters mentioned only the speed of the metal strip on the inlet side, the two control deviations and the outlet side residual oil content per transport length unit of the metal strip are variable in time, while all other parameters are considered to be constant over time.
  • the planarity distribution should be disregarded, so that the negative deviation with respect to the roughness is 100% in the computing device 124-4.
  • the computing device will then according to the control deviation roughness distribution, all constant parameters and according to the online determined residual oil content on the metal strip on the outlet side of the cold rolling stand 300 specify a suitable target quantity distribution for the inner loop, so that the roughness distribution in Outlet of the cold rolling stand as soon as possible leveled back to the level of the target roughness distribution.
  • the arithmetic unit 122-4 will change the setpoint quantity distribution and thus the amount of lubricant applied on the inlet side in accordance with the negative control deviation roughness in order shortly to approximate the measured roughness distribution on the outlet side again to achieve the given roughness distribution.
  • the roughness is affected by the amount of lubricant and / or type of lubricant depends on the general process conditions of the rolling case, and is advantageously calculated by a process model.
  • the manner in which the strip tensile stress distribution and hence the flatness distribution is influenced by the lubricant quantity and / or lubricant type depends on the general process conditions of the rolling case, and is advantageously calculated by a process model.
  • the criteria roughness distribution and flatness distribution can not only be considered separately, but also in parallel and set to predetermined target values. For this purpose, it is necessary to adjust the amount of lubricant applied on the inlet side as a function of the two control deviations of the flatness distribution and the roughness distribution.
  • the current residual oil content is taken into account only insofar as that is checked within the computing unit 122-4, on the one hand the residual oil content does not exceed a predetermined upper threshold for the residual oil content and on the other hand does not fall below a predetermined lower threshold for the residual oil content.
  • Adherence to the upper threshold value is important in order to prevent the metal strip from laterally running on a roller conveyor connected downstream of the cold rolling stand. Compliance with the lower threshold is required to prevent rusting on the metal strip.
  • the invention finds application in the last framework of a multi-stand rolling mill.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schmiermittelauftragungsvorrichtung (100) zum Regeln der Planheit und/oder der Rauheit eines Metallbandes (400) im Aus- lauf eines Kaltwalzgerüstes durch geeignetes Dosieren der im Einlauf des Kaltwalzgerüstes auf das Metallband (400) aufgetragenen Menge von mindestens einem Schmiermittel pro Zeiteinheit. Um die Qualität von kaltgewalztem Metallband im Hinblick auf dessen Planheit und/oder Rauheit weiter zu verbessern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die aufgetragene Menge des Schmiermittels in Form einer Mengenverteilung über der Breite des Metallbandes pro Zeiteinheit dosiert wird nach Maßgabe einer festgestellten Regelabweichung zwischen einer Ist- und einer Soll-Planheitsverteilung über der Breite des Metallbandes im Auslauf des Kaltwalzgerüstes oder einer Regelabweichung zwischen einer Ist- und Soll-Rauheitsverteilung über der Breite des Metallbandes im Auslauf des Kaltwalzgerüstes (100) oder einer Kombination aus beiden Regelabweichungen.

Description

Verfahren und Schmiermittelauftragungsvorrichtung zum Regeln der Planheit und/oder der Rauheit eines Metallbandes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schmiermittelauftragungsvorrich- tung zum Regeln der Planheit und/oder der Rauheit eines Metallbandes im Auslauf eines Kaltwalzgerüstes durch geeignetes Dosieren der im Einlauf des Kaltwalzgerüstes auf das Metallband aufgetragenen Menge von mindestens einem Schmiermittel pro Zeiteinheit.
Ein derartiges Verfahren ist zum Beispiel in der nicht-vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 042 020 A1 beschrieben.
Ausgehend von dieser technischen Lehre liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren und eine bekannte Schmiermittelauftra- gungsvorrichtung zum Regeln der Planheit und/oder der Rauheit eines Metallbandes im Auslauf eines Kaltwalzgerüstes dahingehend weiterzubilden, dass die Qualität des kaltgewalzten Metallbandes im Hinblick auf seine Planheit und / oder seine Rauheit weiter verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Dieses ist dadurch gekennzeichnet, dass die aufgetragene Menge des Schmiermittels in Form einer Mengenverteilung über der Breite des Metallbandes pro Zeiteinheit dosiert wird nach Maßgabe einer festgestellten Regelabweichung zwischen einer Ist- und einer Soll-Planheitsverteilung über der Breite des Metallbandes im Auslauf des Kaltwalzgerüstes oder einer Regelabweichung zwischen einer Ist- und einer Soll-Rauheitsverteilung über der Breite des Metallbandes im Auslauf des Kaltwalzgerüstes oder einer Kombination aus den beiden Regelabweichungen. Im Unterschied zu der technischen Lehre der einleitend zitierten Patentanmeldung erfolgt bei der vorliegenden Patentanmeldung die Auftragung einer geeigneten Menge an Schmiermittel auf der Einlaufseite des Kaltwalzgerüstes nicht pauschal, sondern über die Breite des Metallbandes verteilt. Auf diese Weise gelingt es vorteilhafterweise, für jeden Abschnitt in Breitenrichtung des Metall- bandes, z.B. im Auftrag ungsbereich einer einzelnen Düse, eine individuelle Menge an Schmiermittel zuzuführen, um auf diese Weise eine vorgegebene Soll-Planheit in dem jeweiligen Breitenabschnitt einzustellen.
Die Menge des aufgetragenen Schmiermittels liegt in einem Bereich von 1 - 20 ml / min / 100 mm Breite des Metallbandes. Diese Menge ist vorteilhafterweise so gering, dass sie eine gezielte Veränderung der Reibungszahl im Walzspalt des Kaltwalzgerüstes ermöglicht im Hinblick auf die gewünschte Soll-Planheit oder Soll-Rauheit. Die im Auslauf auf dem Metallband verbleibende Restmenge an Schmiermittel ist minimal; sie ist vorteilhafterweise so gering, dass sie nicht separat entsorgt werden muß.
Die Erfindung sieht vor, dass vorteilhafterweise der Restgehalt an Schmiermittel auf dem Metallband auf der Auslaufseite des Kaltwalzgerüstes gemessen wird. Dieser Restgehalt sollte zum einen einen vorgegebenen unteren Schwellenwert nicht unterschreiten, weil sonst die Gefahr von Rostbildung auf dem Metallband besteht, denn die typischerweise verwendeten Schmiermittel haben in der Regel auch eine Rostschutzwirkung. Andererseits sollte der Restgehalt an Schmiermittel einen oberen Schwellenwert nicht überschreiten, weil sonst die Gefahr eines seitlichen Verlaufes des Metallbandes auf einem dem Kaltwalzge- rüst nachgeordneten Rollengang besteht.
Sämtliche im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgegebenen Soll-Werte basieren vorzugsweise auf Erfahrungswerten aus der Praxis.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es wichtig, dass auf der Einlaufseite lediglich das Schmiermittel in genau dosierter Menge aufge- tragen wird. Eine zusätzliche Auftragung von Kühlmittel in den Walzspalt auf der Einlaufseite des Kaltwalzgerüstes ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht vorgesehen, denn dies würde die gezielte Einstellung der Reibungszahl im Walzspalt verfälschen. Eine Auftragung von Kühlmittel ist deshalb bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn überhaupt, dann lediglich auf der Auslaufseite des Kaltwalzgerüstes vorzusehen oder einlaufseitig derart, dass kein Kühlmittel in den Walzspalt gelangt.
Vorteilhafterweise steht eine Mehrzahl von Schmiermitteln mit jeweils unterschiedlichen die Reibungszahl im Walzspalt verändernden Eigenschaften zur Verfügung. Alternativ zu einer Mengendosierung eines Schmiermittels oder eines Schmiermittelgemisches kann eine genaue Reibungszahl im Walzspalt dann auch durch ein entsprechend geeignetes Mischungsverhältnis der verschiedenen Schmiermittel eingestellt werden. Vorteilhafterweise erfolgt eine Mischung der einzelnen Schmiermittel erst innerhalb der einzelnen Düsen eines Düsenbalkens; damit ist eine ganz gezielte Einstellung der Reibungszahl im Walzspalt für jeden Breitenabschnitt des Metallbandes individuell möglich. Außerdem ist dann eine getrennte Entsorgung / Aufbewahrung der nicht verbrauchten Schmiermittel möglich.
Die Einstellung der gewünschten Planheit oder Rauheit auf dem Metallband erfolgt bei der vorliegenden Erfindung ausdrücklich nicht über eine Veränderung der Größe des Walzspaltes im Kaltwalzgerüst; vielmehr bleibt die Größe des Walzspaltes während der gesamten Bearbeitungsdauer des Metallbandes konstant bzw. wird mit Hilfe eines separaten Regelkreises, der nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, geregelt. Dabei dient beispielsweise die Differenz zwischen der Geschwindigkeit des Metallbandes im Einlauf und im Auslauf als Maß für die Größe des Walzspaltes bzw. die Abnahme des Bandes.
Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Computer- programm, einen Datenträger mit diesem Computerprogramm und eine
Schmiermittelauftragungsvorrichtung gelöst. Die Vorteile dieser Lösungen ent- sprechen den zuvor unter Bezugnahme auf das erfindungsgemäße Verfahren genannten Vorteilen.
Der Beschreibung sind insgesamt vier Figuren beigefügt, wobei
Figur 1 ein Kaltwalzgerüst mit einem Düsenbalken;
Figur 2 die erfindungsgemäße Kaskadenregelung; und
Figur 3 eine Detaildarstellung eines Blockes der Kaskadenregelung
veranschaulicht.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren detailliert beschrieben.
Figur 1 zeigt eine Schmiermittelauftragungsvorrichtung 100 zum Auftragen von Schmiermittel S1 , S2, S3 auf die Oberfläche eines Metallbandes 400 im Einlauf eines Kaltwalzgerüstes. Die Schmiermittelauftragungsvorrichtung 100 umfasst einen Düsenbalken 110-o mit einer Mehrzahl von Düsen 110-i mit i = 1-1 zum Auftragen des Schmiermittels 200 auf die Oberseite des Metallbandes 400 und einen weiteren Düsenbalken 110-u, ebenfalls mit einer Mehrzahl von Düsen, zum Aufbringen von Schmiermittel auf die Unterseite des Metallbandes 400. Jede einzelne Düse ist 100-i ist im Hinblick auf die von ihr abgegebene Schmiermittelmenge individuell einstellbar bzw. regelbar.
Neben der abgegebenen Schmiermittelmenge ist auch die jeweilige Schmiermittelzusammensetzung mit Hilfe eines Mischers 150 für jede Düse 110-i individuell einstellbar. Wenn eine Mehrzahl von Schmiermitteln S1 , S2, S3 mit jeweils unterschiedlichen die Reibungszahl im Walzspalt verändernden Eigenschaften verfügbar ist, so gestattet der Mischer 100 die Zusammenstellung eines geeig- neten Schmiermittelgemisches aus den verfügbaren Schmiermitteln S1 , S2 und S3 mit einer konkret gewünschten Eigenschaft im Hinblick auf die Reibungszahl im Walzspalt.
Die bereits erwähnte mit Hilfe der Düsen mögliche Dosierung der aufgetrage- nen Schmiermittelmenge ermöglicht auch ein vollständiges Abschalten einzelner Düsen 110-i. Dies ist besonders vorteilhaft, bei den äußeren Düsen des Düsenbalkens, weil durch deren Ein- bzw. Abschaltung eine Anpassung an die Breite des jeweils gewalzten Metallbandes 400 erfolgen kann und auf diese Weise eine Verschwendung von Schmiermittel verhindert werden kann.
Figur 2 veranschaulicht das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren zum Regeln der Planheit und/oder der Rauheit eines Metallbandes 400 im Auslauf eines Kaltwalzgerüstes 300 in Form eines Regelschematas. Das Schemata lässt erkennen, dass die Dosierung der auf das Metallband aufgetragenen Menge an Schmiermittel in Form einer Kaskadenregelung erfolgt mit einem inneren Regelkreis für die Verteilung der aufgetragenen Menge an Schmiermittel in Breitenrichtung, wobei der Sollwert für die Mengenverteilung SoII-MV mit Hilfe eines überlagerten Regelkreises ermittelt bzw. vorgegeben wird.
Der innere Regelkreis umfasst einen Soll-/ Ist-Wertvergleicher 124, einen Mengenregler 126 und ein Stellglied in Form der Schmiermittelauftragungsvorrich- tung 110 sowie eine Mengenerfassungseinrichtung 115 zum Erfassen der von dem Düsenbalken 110 auf das Metallband 400 aufgetragenen Schmiermittelmenge vor dem Einlauf des Bandes in das Kaltwalzgerüst 300. Die so als Ist- Größe erfasste Mengenverteilung Ist-MV über der Breite des Metallbandes 400 wird in dem Vergleicher 124 mit einer vorgegebenen Soll-Mengenverteilung SoII-MV verglichen und die aus diesem Vergleich resultierende Regelabweichung e-Mv wird dem nachgeschalteten Mengenregler 126 zugeführt. Der Mengenregler, vorzugsweise ein proportional P-Regler, wandelt die empfangene Regelabweichung e-MV in ein geeignetes Stellsignal zur Ansteuerung der Düsen 110-i des Düsenbalkens 110. Der Mengenregler 126 besteht vorzugsweise aus I Einzelreglern, die jeweils einer Düse 110-i des Düsenbalkens individuell zugeordnet sind. Diese Einzelregler können über einen Bus miteinander verknüpft sein. Das Ausgangssignal des Mengenreglers 126 in Form des Stellsignals für den Düsenbalken 110 umfasst dann seinerseits eine Mehrzahl von i einzelnen Stellsignalen für die einzelnen Düsen 110-i. Natürlich erfolgt die Erfassung der Mengenverteilung und deren Regelung mit Hilfe des Innenregelkreises für die Oberseite und die Unterseite des Metallbandes 400 getrennt.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 wird nachfolgend die erfindungsgemäße Berechnung der auf das Metallband aufgetragenen Soll-Menge SoII- MV an Schmiermittel für die Ober- oder Unterseite des Metallbandes 400 mit Hilfe des überlagerten Regelkreises näher erläutert.
Die Berechnung erfolgt in der Sollwertberechnungseinrichtung 122 auf Basis einer vorgegebenen Soll-Planheitsverteilung SoII-PLV und/oder einer vorgege- benen Soll-Rauheitsverteilung SoII-RHV. Bei diesen beiden vorgegebenen Sollgrößen handelt es sich um Erfahrungswerte, welche insbesondere in Abhängigkeit des Werkstoffes des jeweils zu walzenden Bandes geeignet vorgegeben werden. Wie in Figur 3 zu erkennen ist, wird der Soll-Wert für die Planheitsverteilung SoII-PLV zunächst in einer ersten Vergleichereinrichtung 122-1 mit ei- nem Ist-Wert Ist-PLV verglichen, welcher die Planheitsverteilung des Metallbandes 400 am Ausgang des Kaltwalzgerüstes 300 repräsentiert. Der Ist-Wert Ist-PLV für die Planheitsverteilung in Breitenrichtung des Metallbandes wird mit Hilfe einer Planheitssenoreinrichtung 130-1 , z. B. in Form einer Planheitsmess- rolle, gemessen. Am Ausgang der Vergleichereinrichtung 122-1 liegt dann die Regelabweichung Planheitsverteilung e-pι_v an. Analog wird der Soll-Wert für die Rauheitsverteilung SoII-RHV mit dem zugehörigen Ist-Wert Ist-RHV am Auslauf des Kaltwalzgerüstes 300 in einer zweiten Vergleichereinrichtung 122-2 verglichen, so dass dann eine Regelabweichung Rauheit Θ-RHV am Ausgang der zweiten Vergleichereinrichtung 122-2 anliegt. Der Ist-Wert Ist-RHV für die Rau- heitsverteilung in Breitenrichtung des Metallbandes wird mit Hilfe einer Rauheitssensoreinrichtung 130-2, z.B. in Form eines optischen Sensors, gemessen. Je nach Wunsch des Anwenders / Anwendungsfall, können die Regelabweichung Planheitsverteilung und die Regelabweichung Rauheitsverteilung jeweils individuell gewichtet in die Berechnung der Soll-Mengenverteilung eingehen. Zu diesem Zweck werden die beiden Regelabweichungen in einer Gewichtungseinrichtung 122-3 individuell gewichtet, bevor sie innerhalb der Recheneinrich- tung 122-4 in die Berechung der Soll-Mengenverteilung eingehen.
Wie in Figur 3 zu erkennen ist, gehen neben den beiden gewichteten Regelabweichungen auch diverse Kenngrößen in die Berechnung der Soll- Mengenverteilung ein. Bei diesen Kenngrößen handelt es sich zum einen um Metallband 400 spezifische Kenngrößen P1 auf der Einlaufseite des Kaltwalzgerüstes 300. Dies ist zum einen die Bandgeschwindigkeit auf der Einlaufseite (variabel) sowie die Breite des Metallbandes, der Werkstoff bzw. die Legierung des Metallbandes und dessen Profilierung. Im Unterschied zu der Geschwindigkeit des Metallbandes auf der Einlaufseite sind die drei nachfolgend genann- ten Kenngrößen im Rahmen der vorliegenden Erfindung als konstant anzusehen. Neben den metallbandspezifischen Kenngrößen P1 gehen auch walzge- rüstspezifische Kenngrößen P2 in die Berechnung der Soll-Mengenverteilung ein, die ihrerseits im Rahmen der vorliegenden Erfindung alle als konstant angesehen werden. Bei diesen kaltwalzgerüstspezifischen Kenngrößen handelt es sich um den Durchmesser der Arbeitswalzen, deren Rauheit, deren Werkstoff und deren Balligkeit. Als dritte Gruppe sind die auslaufseitigen Kenngrößen P3 zu erwähnen, welche die Planheitsverteilung des Metallbandes, dessen Rauheitsverteilung, dessen Bandbreite und dessen Restölgehalt pro Transportlängeneinheit, jeweils gemessen auf der Auslaufseite des Kaltwalzgerüstes um- fasst. Wie bereits erwähnt, werden die Planheitsverteilung und die Rauheitsverteilung als Ist-Größen auf der Auslaufseite online gemessen und den Vergleichereinrichtung 122-1 bzw. 122-2 als variable Prozessgrößen individuell zugeführt. Demgegenüber werden die Bandbreite (im Rahmen der Erfindung als konstant angenommen) und der Restölgehalt (als variable Prozessgröße online gemessen) der Recheneinheit 122-4 zugeführt. Die beiden auslaufseitigen Kenngrößen Bandbreite und Restölgehalt werden nachfolgend unter der Bezeichnung P3' zusammengefasst.
Als Zwischenergebnis ist somit festzuhalten, dass die Sollmengenverteilung für den inneren Regelkreis innerhalb der Recheneinheit 122-4 nach Maßgabe der einlaufseitigen Kenngrößen P1 , der Kaltwalzgerüst spezifischen Kenngrößen P2, der auslaufseitigen Kenngrößen P3' und nach Maßgabe der gewichteten Regelabweichungen für die Planheitsverteilung und die Rauheitsverteilung ermittelt wird. Dabei gilt es zu beachten, dass von all den genannten Kenngrößen lediglich die Geschwindigkeit des Metallbandes auf der Einlaufseite, die beiden Regelabweichungen und der auslaufseitige Restölgehalt pro Transportlängeneinheit des Metallbandes zeitlich variabel sind, während alle anderen Kenngrößen als zeitlich konstant betrachtet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun an einigen Fällen beispielhaft be- schrieben:
a) Die am Auslauf des Kaltwalzgerüstes 300 festgestellte Rauheit des Metallbandes 400 ist weicht vom Sollwert ab.
Dies kann z.B. bedeuten, dass die Ist-Rauheitsverteilung größer ist als der entsprechende vorgegebene Soll-Wert SoII-RHV, so dass die aus einem Vergleich dieser beiden Größen resultierende Regelabweichung Rauheitsverteilung e-RHv negativ ist. In diesem Beispiel soll die Planheitsverteilung außer Acht bleiben, so dass die negative Regelabweichung bezüglich der Rauheit zu 100 % in die Recheneinrichtung 124-4 eingeht. Die Recheneinrichtung wird dann nach Maßgabe der Regelabweichung Rauheitsverteilung, sämtlicher konstanter Kenngrößen und nach Maßgabe des online ermittelten Restölgehaltes auf dem Metallband auf der Auslaufseite des Kaltwalzgerüstes 300 eine geeignete Soll-Mengenverteilung für den inneren Regelkreis vorgeben, so dass sich die Rauheitsverteilung im Auslauf des Kaltwalzgerüstes möglichst kurzfristig wieder auf das Niveau der Soll-Rauheitsverteilung einpegelt.
Allgemein lässt sich festhalten, dass die Recheneinheit 122-4 bei zu großer Rauheit die Soll-Mengenverteilung und damit die einlaufseitig aufge- tragene Menge an Schmiermittel nach Maßgabe der negativen Regelabweichung Rauheit verändern wird, um kurzfristig wieder eine Angleichung der gemessenen Rauheitsverteilung auf der Auslaufseite an die vorgegebene Rauheitsverteilung zu erzielen. In welcher Weise die Rauheit durch die Schmiermittelmenge und/oder Schmiermittelart beeinflusst wird, hängt von den allgemeinen Prozessbedingungen des Walzfalls ab, und wird vorteilhafterweise durch ein Prozessmodell berechnet.
b) Die Planheitsverteilung auf der Auslaufseite des Kaltwalzgerüstes ist weicht von der Soll-Planheitsverteilung ab.
In welcher Weise die Bandzugsspannungsverteilung und damit die Planheitsverteilung durch die Schmiermittelmenge und/oder Schmiermittelart beeinflusst wird, hängt von den allgemeinen Prozessbedingungen des Walzfalls ab, und wird vorteilhafterweise durch ein Prozessmodell berechnet.
Die Kriterien Rauheitsverteilung und Planheitsverteilung können nicht nur separat, sondern auch parallel betrachtet und auf jeweils vorgegebene Soll-Werte eingestellt werden. Dazu ist es erforderlich, die einlaufseitig aufgetragene Schmiermittelmenge in Abhängigkeit der beiden Regelabweichungen Planheitsverteilung und Rauheitsverteilung geeignet einzustellen.
Für jede Berechnung der Soll-Mengenverteilung innerhalb der Recheneinrich- tung 122-4 gilt, dass der jeweils aktuelle Restölgehalt dabei nur insofern Berücksichtigung findet, als dass innerhalb der Recheneinheit 122-4 geprüft wird, dass der Restölgehalt zum einen einen vorgegebenen oberen Schwellenwert für den Restölgehalt nicht überschreitet und zum anderen einen vorgegebenen unteren Schwellenwert für den Restölgehalt nicht unterschreitet. Die Einhaltung des oberen Schwellenwertes ist wichtig, um ein seitliches Verlaufen des Metallbandes auf einem dem Kaltwalzgerüst nach geschalteten Rollengang zu ver- meiden. Die Einhaltung des unteren Schwellenwertes ist erforderlich um eine Rostbildung auf dem Metallband zu vermeiden.
Für alle Anwendungsfälle gilt, dass eine jeweils gewünschte Veränderung der Reibungszahl im Walzspalt nicht nur durch eine Mengenänderung, sondern al- ternativ auch über eine Veränderung der Zusammensetzung des Schmiermittelgemisches aus den verfügbaren Schmiermittelkomponenten S1 , S2 und S3 etc. oder durch eine Kombination von Mengenveränderung und Gemischveränderung realisiert werden.
Vorzugsweise findet die Erfindung Anwendung beim letzten Gerüst einer mehr- gerüstigen Walzstraße.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Regeln der Planheit und/oder Rauheit eines Metallbandes (400) im Auslauf eines Kaltwalzgerüstes (300) durch geeignetes Do- sieren der im Einlauf des Kaltwalzgerüstes auf das Metallband aufgetragenen Menge von mindestens einem Schmiermittel (200) pro Zeiteinheit; dadurch gekennzeichnet, dass die aufgetragene Menge des Schmiermittels (200) in Form einer Mengenverteilung über der Breite des Metallbandes (400) pro Zeiteinheit dosiert wird nach Maßgabe einer festgestellten Regelabweichung (Θ-PLV) zwischen einer Ist- und einer Soll-Planheitsverteilung über der Breite des Metallbandes (400) im Auslauf des Kaltwalzgerüstes oder einer Regelabweichung (e-RHv) zwischen einer Ist- und einer Soll- Rauheitsverteilung über der Breite des Metallbandes (400) im Auslauf des Kaltwalzgerüstes (300) oder einer Kombination aus beiden Regelabweichungen.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des aufgetragenen Schmiermittels (200) in einem Bereich von 1 - 20 ml /Minute/100mm Breite des Metallbandes (400) variiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierung der Menge in Form einer Kaskadenregelung erfolgt mit einem inneren Regelkreis für die aufgetragene Mengenverteilung, wobei der Sollwert für die Mengenverteilung (Soll-MV) mit Hilfe eines überlagerten
Regelkreises auf Basis von einzelnen, mehreren oder allen Kenngrößen aus den Gruppen der einlaufseitigen (P1 ), kaltwalzgerüst-spezifischen (P2) und auslaufseitigen (P3) Kenngrößen sowie nach Maßgabe der festgestellten Regelabweichung (e-pι_v) zwischen der Ist- und der SoII- Planheitsverteilung, der Regelabweichung (Θ-RHV) zwischen der Ist- und der Soll-Rauheitsverteilung oder einer Kombination aus beiden Re- gelabweichungen ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe der einlaufseitigen Kenngrößen (P1 ) des Metallbandes (400) umfasst: dessen dortige Geschwindigkeit, dessen dortige Breite, dessen Werkstoff und dessen dortige Profilierung.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe der kaltwalzgerüst-spezifischen Kenngrößen (P2) umfasst: den Arbeitswalzendurchmesser, die Arbeitswalzenrauheit, den Werkstoff der Arbeitswalzen und die Balligkeit der Arbeitswalzen.
6. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe der auslaufseitigen Kenngrößen (P3) des Metallbandes (400) umfasst: dessen dortige Geschwindigkeit, dessen dortige Breite, den dortigen Restgehalt des Schmiermittels auf dessen Oberfläche pro Längeneinheit in Transportrichtung, dessen dortige Planheitsverteilung in Breitenrichtung und dessen dortige Rauheitsverteilung in Breitenrichtung.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberer und / oder ein unterer Schwellenwert für den zulässigen Restgehalt des
Schmiermittels auf der Auslaufseite vorgegeben wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn des Verfahrens für die erste Bestimmung des Sollwertes für die Mengenverteilung die Ist-Planheitsverteilung und die Ist-
Rauhheitsverteilung jeweils auf einen geeigneten Anfangswert, beispielsweise zu Null, voreingestellt werden.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Metallband (400) nur auf der Auslaufseite, nicht aber auf der Einlaufseite des Kaltwalzgerüstes gekühlt wird.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Schmiermitteln (S1 , S2, S3) mit jeweils unterschiedlicher die Reibungszahl im Walzspalt des Kaltwalzge- rüstes (300) senkender Wirkung zur Verfügung steht und die Dosierung der Mengenverteilung des auf das Metallband aufgetragenen Schmiermittels (200) pro Zeiteinheit und über der Breite des Metallbandes durch eine im Hinblick auf eine gewünschte Reibungszahl im Walzspalt geeignete Mischung der verfügbaren Schmiermittel (S1 , S2, S3) untereinander und mit Luft erfolgt.
11.Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Metallband (400) z.B. um ein Stahloder um ein Nichteisen NE-Metall-Band, z. B. ein Aluminium-Band, han- delt.
12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Walzspaltes des Kaltwalzgerüstes während der gesamten Bearbeitungsdauer des Metallbandes (400) kon- stant gehalten wird.
13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel im Einlauf des Kaltwalzgerüstes auf die Ober- und/oder Unterseite des Metallbandes und/oder auf min- destens eine Arbeitswalze des Kaltwalzgerüstes aufgetragen wird.
14. Computerprogramm mit einem Programmcode für eine Steuerungseinrichtung (120) einer Schmiermittelauftragungsvorrichtung (100) dadurch gekennzeichnet, dass das der Programmcode ausgebildet ist zur Durch- führung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
15. Datenträger mit einem Computerprogramm nach Anspruch 14.
IΘ.Schmiermittelauftragungsvorrichtung (100) aufweisend: Behälter (160) für mindestens ein Schmiermittel (S1 , S2, S3); mindestens einen Düsenbalken (110) mit einer Mehrzahl von Düsen (110-i), wobei der Düsenbalken auf der Einlaufseite eines Kaltwalzgerüstes (300) quer zur Transportrichtung eines Metallbandes (400) angeordnet ist zum Dosieren des Schmiermittels (S1 , S2, S3) auf dem Metallband pro Zeiteinheit; und eine Steuerungseinrichtung (120) zum geeigneten Ansteuern der Düsen (110-i) des Düsenbalkens (110); dadurch gekennzeichnet, dass eine Planheitssensoreinrichtung (130-1 ) auf der Auslaufseite des Kaltwalzgerüstes (300) vorgesehen ist zum Erfassen der dortigen Ist- Planheitsverteilung über der Breite des Metallbandes und/oder eine Rau- heitssensoreinrichtung (130-2) auf der Auslaufseite vorgesehen ist zum
Erfassen der dortigen Ist-Rauheitsverteilung über der Breite des Metallbandes (400); und die Steuerungseinrichtung (120) im Zusammenwirken mit dem Düsenbalken (110) ausgebildet ist, das mindestens eine Schmiermittel (S1 , S2, S3) mengenverteilt über der Breite des Metallbandes (400) und pro Zeiteinheit zu dosieren nach Maßgabe einer festgestellten Regelabweichung (e-PLv) zwischen der Ist- und einer Soll-Planheitsverteilung über der Breite des Metallbandes im Auslauf des Kaltwalzgerüstes (300) oder einer Regelabweichung (e-Rh) zwischen der Ist- und einer SoII- Rauheitsverteilung über der Breite des Metallbandes (400) im Auslauf des Kaltwalzgerüstes oder einer Kombination aus beiden Regelabweichungen.
17.Schmiermittelauftragungsvorrichtung (100) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelauftragungsvorrichtung ausgebil- det ist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
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